地裂縫環(huán)境下馬蹄形地鐵隧道與土體相互作用的研究

土體與結(jié)構(gòu)物動(dòng)力相互作用研究進(jìn)展——土體與結(jié)構(gòu)物動(dòng)力相互作用理論及應(yīng)用是一個(gè)涉及多學(xué)科、具有很強(qiáng)理論性和實(shí)用性的研究課題．簡要論述了當(dāng)前土體與結(jié)構(gòu)物動(dòng)力相互作甩的研究手段和方法、特嗣是接觸面靜動(dòng)力學(xué)特性的最新研究進(jìn)展·　　

針對沖擊取樣器在土中的面–面接觸問題,運(yùn)用drucker-prager屈服準(zhǔn)則為判據(jù),將土體視為dp材料,通過鉆頭與土之間的接觸及施加沖擊載荷來模擬取樣過程,從而建立了沖擊取樣鉆進(jìn)的有限元模型。利用非線性瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)有限元分析手段,對取樣過程中鉆頭的進(jìn)尺及對所取土樣的擾動(dòng)情況進(jìn)行了模擬分析。結(jié)果表明,土體的軸向壓縮量在土樣中心部位最小,而鉆頭底唇面處最大,土樣壓縮率約為17.7%,沖擊對土樣的擾動(dòng)僅在鉆頭底唇面附近較小的區(qū)域內(nèi)。

**資訊http://www.***.***

地裂縫對于地鐵隧道的影響較為復(fù)雜,主要的作用集中在隧道周圍的土層壓力的改變上,由此產(chǎn)生了對隧道襯砌、防水層、軌道位置等影響,這些危害會(huì)導(dǎo)致隧道出現(xiàn)不同情況的病害,所以在施工中應(yīng)采用針對性的技術(shù)措施來消除地裂縫的負(fù)面影響而提高隧道的安全性。

本文介紹西安市地鐵一號線勞動(dòng)路站～玉祥門站區(qū)間淺埋暗挖黃土隧道穿越f3地裂縫段施工方法及采取的措施,隧道f3地裂縫段施工中采用了超前降水、超前小導(dǎo)管注漿固結(jié)地層、監(jiān)控量測以及臺階法與crd法轉(zhuǎn)換技術(shù),成功地解決了淺埋暗挖黃土區(qū)間隧道穿越f3地裂縫的施工技術(shù)難題。

城市地鐵發(fā)展很大程度上解決了城市的軌道交通,同時(shí)給居民的日常生活帶來噪音污染,嚴(yán)重影響居民的日常生活。為解決這一問題,根據(jù)環(huán)評檢測要求在軌道道床結(jié)構(gòu)采取減振措施,從源頭上減小或消除噪音污染?，F(xiàn)在城市軌道高等減振措施主要采取鋼彈簧浮置板道床和隔離式減振墊,尤其是鋼彈簧浮置板對軌道減振效果最佳,消除噪音污染。針對土建結(jié)構(gòu)不同,道床施工難度不同,其中馬蹄形隧道結(jié)構(gòu)施工難度最大,施工效率最低。為保證地鐵施工工效,減少建設(shè)期間對居民的影響,研究地鐵馬蹄形隧道鋼彈簧浮置板施工工藝,提供施工工效尤其重要。

城市地鐵發(fā)展很大程度上解決了城市的軌道交通,同時(shí)給居民的日常生活帶來噪音污染,嚴(yán)重影響居民的日常生活。為解決這一問題,根據(jù)環(huán)評檢測要求在軌道道床結(jié)構(gòu)采取減振措施,從源頭上減小或消除噪音污染。現(xiàn)在城市軌道高等減振措施主要采取鋼彈簧浮置板道床和隔離式減振墊,尤其是鋼彈簧浮置板對軌道減振效果最佳,消除噪音污染。針對土建結(jié)構(gòu)不同,道床施工難度不同,其中馬蹄形隧道結(jié)構(gòu)施工難度最大,施工效率最低。為保證地鐵施工工效,減少建設(shè)期間對居民的影響,研究地鐵馬蹄形隧道鋼彈簧浮置板施工工藝,提供施工工效尤其重要。

在引發(fā)壓瘡的諸多危險(xiǎn)因素中,壓力是最主要的危險(xiǎn)因素之一,因此,減壓是預(yù)防壓瘡發(fā)生的關(guān)鍵措施。骨科患者大多數(shù)需要絕對臥床休息,很容易發(fā)生壓瘡,一旦發(fā)生,不僅給患者帶來痛苦,而且影響治療效果,易發(fā)生感染,嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致患者死亡[1]。壓瘡是指由于身體組織長時(shí)間受壓,血液循環(huán)障礙,組織營養(yǎng)缺乏,致使皮膚失去正常功能,而引起的軟組

西安地裂縫是一種獨(dú)特的城市地質(zhì)災(zāi)害,其活動(dòng)對地鐵建設(shè)造成嚴(yán)重威脅,西安地鐵建設(shè)的關(guān)鍵是如何解決地鐵隧道穿越地裂縫帶的問題。以西安地鐵穿越地裂縫帶為研究對象,在地裂縫基本特征分析和未來活動(dòng)趨勢預(yù)測的基礎(chǔ)上,分析了地裂縫活動(dòng)對地鐵隧道的危害模式,從結(jié)構(gòu)、防水、地基基礎(chǔ)與變形監(jiān)測等方面提出了如下防治措施:結(jié)構(gòu)上應(yīng)采用擴(kuò)大斷面、預(yù)留凈空、分段設(shè)縫加柔性接頭和局部襯砌加強(qiáng)等措施;防水方面宜采用可卸式管片拼裝雙層結(jié)構(gòu)法和波紋板強(qiáng)化橡膠復(fù)合材料制成的防裂止水帶處理;地基基礎(chǔ)處理方面采用地基注漿加固法和彈性囊變形恢復(fù)法處理;建立隧道襯砌和軌道的變形監(jiān)測預(yù)警方案;地鐵線路走向應(yīng)盡量與地裂縫正交或大角度相交,避免小角度相交;嚴(yán)格禁止在地鐵沿線一定范圍內(nèi)開采地下水。研究成果可為西安地鐵隧道穿越地裂縫帶的施工、結(jié)構(gòu)和防水設(shè)計(jì)以及隧道病害監(jiān)測與防治提供重要參考。

以西安地鐵某區(qū)間隧道側(cè)穿學(xué)校公寓為研究對象,利用midasgts數(shù)值模擬軟件進(jìn)行時(shí)程分析。重點(diǎn)研究了地震作用下地鐵隧道與鄰近建(構(gòu))筑物間的相互影響。研究結(jié)果表明,隧道結(jié)構(gòu)剛度較周圍地層大,對周圍地層變形存在約束性,使隧道周圍地層的整體剛度有所提高,隧道結(jié)構(gòu)的修建不會(huì)造成周圍地層及鄰近建筑所受地震作用增大,而鄰近建筑的存在會(huì)造成隧道結(jié)構(gòu)所受的地震作用增大。根據(jù)研究結(jié)果,針對隧道鄰近建(構(gòu))筑物提出了抗震構(gòu)造措施,為類似工程提供參考。

地鐵車站-隧道-土相互作用體系地震反應(yīng)

研究地裂縫影響區(qū)內(nèi)存在可弱化土體的不利因素情況下,西安黃土地區(qū)地鐵隧道暗挖斜穿地裂縫施工所誘發(fā)的地表及隧道相關(guān)變形規(guī)律。通過flac3d模擬預(yù)測施工變形規(guī)律,并與實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析,得到以下結(jié)論:(1)flac3d模擬表明,隧道暗挖施工穿越地裂縫時(shí)裂縫臨近處收斂值會(huì)在初期出現(xiàn)短暫負(fù)收斂現(xiàn)象;(2)地表在地裂縫影響帶的差異沉降發(fā)展集中在穿越前和穿越過程中,而拱頂上下盤差異沉降主要集中在穿越過程中;(3)當(dāng)?shù)亓芽p影響帶內(nèi)存在可弱化土體強(qiáng)度的不利因素時(shí),地表最終沉降的峰值點(diǎn)會(huì)向不利因素處移動(dòng);(4)拱頂最終沉降的峰值點(diǎn)基本在隧道軸線和裂縫的相交處,其受地表的土體弱化因素影響較小。

通過對西安地鐵隧道穿越地裂縫帶的大型物理模型試驗(yàn)成果的分析,提出在地裂縫活動(dòng)時(shí),穿越地裂縫帶的地鐵隧道有以下兩個(gè)方面的變化特征:一是作用于隧道的荷載發(fā)生改變;二是在隧道底部產(chǎn)生脫空現(xiàn)象。這種脫空現(xiàn)象無論在整體式隧道還是盾構(gòu)隧道中都會(huì)出現(xiàn)。造成隧道在界面上與土體脫空的原因是隧道和周圍地層的變形不協(xié)調(diào)。脫空區(qū)域的大小對地鐵隧道的變形與內(nèi)力計(jì)算會(huì)產(chǎn)生明顯影響。在對隧道變形特征分析的基礎(chǔ)上,總結(jié)得出了西安地鐵穿越地裂縫帶隧道變形的4種計(jì)算模型:對于整體式長隧道,可以采用一端固定而另一端簡支,或一端固定而另一端定向支承的計(jì)算模型;對于整體式短隧道,可以采用外伸梁模型;對于盾構(gòu)隧道,可以采用一端固定而另一端定向支承的計(jì)算模型。最后,對脫空條件下隧道數(shù)值分析的建模問題進(jìn)行了討論。算例分析表明:在數(shù)值計(jì)算中,對于隧道與土體接觸面的界面處理非常關(guān)鍵,否則將造成計(jì)算結(jié)果的重大誤差。

以西安地鐵二號線穿越長安立交和f6地裂縫段為例,利用abaqus有限元軟件對地鐵穿越地裂縫施工對既有橋梁建立三維模型進(jìn)行模擬分析,并將現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對比分析,得出以下結(jié)論:1)地鐵穿越地裂縫施工對既有橋梁橋墩具有一定的影響,對第3排橋墩沉降影響明顯;2)地裂縫在短期內(nèi)對地鐵隧道開挖的影響不明顯,需對地裂縫處結(jié)構(gòu)進(jìn)行長期監(jiān)測。同時(shí),建立了地鐵隧道與地裂縫相距不同水平距離的二維模型,通過分析給出了在西安地區(qū)臨近地裂縫開挖地鐵隧道的建議最小設(shè)防距離為3倍隧道直徑。

地裂縫是西安典型的地質(zhì)災(zāi)害,對地鐵建設(shè)造成很大威脅,引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注.進(jìn)行地裂縫活動(dòng)引起地鐵隧道的變形破壞特征研究,尤其是針對性地研究地裂縫與地鐵隧道在空間交匯處的運(yùn)移特點(diǎn)及隧道結(jié)構(gòu)的抗裂設(shè)計(jì)參數(shù)具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義.在分析西安地裂縫基本特征的基礎(chǔ)上,以地鐵5號線隧道工程穿越地裂縫情況為具體研究背景,詳細(xì)論述了與隧道相交處地裂縫的發(fā)育特征,揭示了地裂縫活動(dòng)造成的地表及剖面上的破壞特點(diǎn),并分析了現(xiàn)階段沿線地裂縫的活動(dòng)速率,確定了在空間上隧道與地裂縫的實(shí)際交匯位置.根據(jù)地裂縫年活動(dòng)速率監(jiān)測資料,對地鐵設(shè)計(jì)使用期內(nèi)隧道與地裂縫交匯處的最大垂直位移量進(jìn)行了預(yù)測,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合地裂縫與隧道的夾角及其傾角,根據(jù)空間幾何關(guān)系換算得出隧道結(jié)構(gòu)三維抗裂預(yù)留位移參數(shù),最后通過數(shù)值模擬分析對分段隧道擴(kuò)大斷面的適應(yīng)性進(jìn)行了驗(yàn)證.研究結(jié)果表明:與地鐵斜交的地裂縫活動(dòng)會(huì)引起相鄰分段隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生豎向位錯(cuò)、橫向扭曲及軸向拉伸等變形破壞;上盤隧道凈空量滿足預(yù)留設(shè)計(jì)要求;該研究成果可為在地裂縫活動(dòng)環(huán)境下西安地鐵隧道的結(jié)構(gòu)設(shè)防措施提供參考與指導(dǎo).

以西安地鐵1號線斜交穿越地裂縫帶為工程背景,通過地裂縫活動(dòng)的大型物理模型試驗(yàn)和有限元數(shù)值模擬,對西安地裂縫活動(dòng)的影響范圍和西安地鐵1號線隧道穿越地裂縫帶的縱向設(shè)防長度進(jìn)行研究。結(jié)果表明:地裂縫活動(dòng)時(shí)引起其上盤地層中出現(xiàn)應(yīng)力降低和下盤地層中出現(xiàn)應(yīng)力增強(qiáng)現(xiàn)象,且在垂直于地裂縫走向上其兩側(cè)地層中應(yīng)力變化大致呈現(xiàn)出反對稱分布特征。隧道設(shè)計(jì)埋深處地裂縫活動(dòng)的影響區(qū)寬度為30m,即上盤17.5m,下盤12.5m;考慮安全系數(shù)時(shí)地鐵隧道穿越地裂縫帶的設(shè)防寬度為55m,即上盤35m,下盤20m。根據(jù)地鐵隧道與地裂縫帶的斜交夾角,確定地鐵區(qū)間隧道不同夾角斜交穿越地裂縫帶的縱向設(shè)防長度。研究結(jié)果對西安地鐵1號線區(qū)間隧道斜穿地裂縫帶的結(jié)構(gòu)處理及設(shè)計(jì)具有一定參考價(jià)值。

自從20世紀(jì)50年代以來，由于自然和人為因素的影響，烏魯木齊地區(qū)出現(xiàn)了大量地裂縫，危害十分嚴(yán)重，其未來活動(dòng)對在建的地鐵構(gòu)成重大安全隱患。因此，地鐵隧道穿越地裂縫的問題成為了一個(gè)全新的重大工程難題，近年來引起了學(xué)術(shù)界和工程界的高度關(guān)注。所以在施工中應(yīng)采用針對性的技術(shù)措施來消除地裂縫的負(fù)面影響而提高隧道的安全性。本文就以烏魯木齊地鐵一號線為例，闡述了地裂縫對地鐵隧道施工的影響，以及病害防治措施。

介紹深圳東部供水工程淺埋隧洞穿越軟弱破碎圍巖的暗挖施工應(yīng)堅(jiān)持“管超前、嚴(yán)注漿、弱爆破、短進(jìn)尺、勤量測、強(qiáng)支護(hù)、旱封閉、襯砌及時(shí)跟進(jìn)”的原則及采取的技術(shù)措施。

本文以上海地鐵二號線工程中隧道底部注漿加固的施工與監(jiān)測為例，介紹了分層劈裂注漿工藝和注漿效果以及影響參數(shù)，分析了劈裂注漿的作用和機(jī)理認(rèn)為注漿壓力和流量是影響注漿效果的關(guān)鍵參數(shù)，在施工中應(yīng)適當(dāng)加以控制。

武漢九龍大橋是一座馬蹄形獨(dú)塔斜拉橋,鋼主塔采用工廠制作、現(xiàn)場拼裝、主塔豎轉(zhuǎn)提升的施工工藝。為了保證鋼主塔豎轉(zhuǎn)施工的安全以及就位精確度,在豎轉(zhuǎn)過程中對鋼主塔和箱梁的線形、應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)控。測量鋼主塔控制點(diǎn)的空間坐標(biāo),實(shí)現(xiàn)豎轉(zhuǎn)角度的精確監(jiān)控;通過應(yīng)力監(jiān)測確定鉸座區(qū)結(jié)構(gòu)的安全,通過應(yīng)力和變位的反應(yīng)確定梁端錨固區(qū)安全性。監(jiān)控結(jié)果表明,豎轉(zhuǎn)過程中整體結(jié)構(gòu)安全可靠,豎轉(zhuǎn)角度精確,重點(diǎn)區(qū)域安全可控,可為類似工程結(jié)構(gòu)監(jiān)控提供參考。

考慮框——剪結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)相互作用的箱形基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)——針對上部鮚構(gòu)是框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系的情形，建立了葙基、土體與上部結(jié)構(gòu)相互作用的空問分析模型。吼箱基主要材料造價(jià)為目標(biāo)函數(shù)，以現(xiàn)行規(guī)程的設(shè)計(jì)計(jì)算規(guī)定和構(gòu)造要求為約束條件，建立了箱基優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模...

目的揭示豎向動(dòng)力荷載下變阻抗樁與土相互作用時(shí)的振動(dòng)特性.方法從三維軸對稱模型出發(fā)建立了定解問題,利用拉氏變換手段和阻抗函數(shù)的傳遞性,推導(dǎo)求解了任意段變阻抗樁縱向振動(dòng)時(shí)樁頂頻域響應(yīng)理論解,并進(jìn)行了參數(shù)影響分析.結(jié)果分析表明存在臨界樁長,此樁長以內(nèi)縮頸樁動(dòng)剛度及阻尼相比正常樁較小,擴(kuò)頸樁則較大,變截面樁動(dòng)剛度及阻尼在頻域有大峰夾小峰現(xiàn)象.樁缺陷段長度、大小對樁頂影響與位置密切相關(guān),變模量樁有類似規(guī)律,但與正常樁相比,樁底反射時(shí)間不同.結(jié)論筆者提出的考慮樁土相互作用的變阻抗樁縱向振動(dòng)理論解,與樁土眾多常規(guī)參數(shù)建立了明確關(guān)系,相比winkler和平面應(yīng)變解可以考慮樁土三維波動(dòng)效應(yīng),具有更高的精度和適用性,為樁基抗震、防震分析與設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù).